Введение

Одна из альтернативных форм одного и того же гена. Аллель, или аллеломорф, является вариантом последовательности нуклеотидов в определенном месте, или локусе, на молекуле ДНК. Аллели могут различаться в одной позиции посредством однонуклеотидных полиморфизмов (СНП), но также могут содержать вставки и делеции длиной до нескольких тысяч пар оснований. Большинство наблюдаемых аллелей приводят к незначительному или полному отсутствию изменения функции кодируемого ими продукта гена. Однако, в некоторых случаях различные аллели могут обуславливать различные наблюдаемые фенотипические признаки, такие как различная пигментация. Ярким примером является открытие Грегора Менделя, что белый и фиолетовый цвета цветков гороха определялись одним геном с двумя аллелями. Почти все многоклеточные организмы в какой-то момент своего биологического жизненного цикла имеют два набора хромосом, то есть являются диплоидными. В этом случае хромосомы могут образовывать пары. Каждая хромосома в паре содержит одни и те же гены в одном и том же порядке и в одном и том же месте вдоль длины хромосомы. Для данного гена, если две хромосомы содержат один и тот же аллель, они и организм являются гомозиготными по этому гену. Если аллели различны, они и организм являются гетерозиготными по этому гену. Распространенные определения термина «аллель» обычно относятся только к различным аллелям в пределах одного гена. Например, система групп крови ABO контролируется геном ABO, который имеет шесть распространенных аллелей (вариантов). В популяционной генетике почти каждый фенотип человека по гену ABO представляет собой комбинацию только этих шести аллелей.

Этимология

Слово "аллель" является сокращением от "аллеломорф" ("иная форма", термин, введенный британскими генетиками Уильямом Бейтсоном и Эдит Ребеккой Сондерс) в 1900-х годах, который использовался на ранних этапах развития генетики для описания различных вариантов гена, проявляющихся в разных фенотипах. Оно происходит от греческого префикса ἀλληλο-, allelo-, означающего "взаимный", "обратный" или "друг друга", который, в свою очередь, связан с греческим прилагательным ἄλλος, allos (когнатом латинского alius), означающим "другой".

Аллели, которые приводят к доминирующим или рецессивным фенотипам

Во многих случаях генотипические взаимодействия между двумя аллелями в локусе можно описать как доминирование или рецессивность, в зависимости от того, какому из двух гомозиготных фенотипов гетерозигота больше всего похожа. Если гетерозигота нельзя отличить от одного из гомозигот, то экспрессируется аллель, приводящий к "доминантному" фенотипу, а другой аллель считается "рецессивным". Степень и характер доминирования варьируют в зависимости от локуса. Этот тип взаимодействия был впервые формально описан Грегором Менделем. Однако многие признаки не поддаются этой простой классификации, и их фенотипы моделируются кодоминантностью и полигенным наследованием. Термин "аллель дикого типа" иногда используется для обозначения аллеля, который, как считается, вносит вклад в типичный фенотипический признак, наблюдаемый в "диких" популяциях организмов, таких как плодовые мушки (Drosophila melanogaster). Исторически такой аллель "дикого типа" рассматривался как определяющий доминантный (всегда экспрессируемый), распространенный и нормальный фенотип, в отличие от "мутантных" аллелей, приводящих к рецессивным, редким и часто вредным фенотипам. Ранее считалось, что большинство особей гомозиготны по аллелю "дикого типа" в большинстве генных локусов, и что любой альтернативный "мутантный" аллель встречается в гомозиготной форме лишь у небольшого числа "пораженных" особей, часто в виде генетических заболеваний, и чаще в гетерозиготной форме у "носителей" мутантного аллеля. В настоящее время признается, что большинство или все генные локусы высокополиморфны, содержат множество аллелей, частота которых варьируется от популяции к популяции, и что значительная часть генетической изменчивости скрыта в форме аллелей, не вызывающих очевидных фенотипических различий. Аллели дикого типа часто обозначаются знаком плюс в верхнем индексе (например, p⁺ для аллеля p).

Многочисленные аллели

Популяция или вид организмов обычно содержит множество аллелей в каждом локусе у разных особей. Аллельное разнообразие в локусе можно оценить по числу присутствующих аллелей (полиморфизму) или по доле гетерозигот в популяции. Нулевой аллель – это вариант гена, лишенный нормальной функции, поскольку он либо не экспрессируется, либо экспрессируемый им белок неактивен. Например, в локусе гена, определяющего углеводные антигены системы ABO у человека, был обнаружен специфический класс эпиаллелей – метастабильные эпиаллели – у мышей и у людей, характеризующийся стохастическим (вероятностным) установлением эпигенетического состояния, которое может передаваться при митозе.

Идиоморф

Термин "идиоморф", от греческого "морфос" (форма) и "идио" (одиночный, уникальный), был введен в 1990 году вместо термина "аллель" для обозначения последовательностей в одном и том же локусе у разных штаммов, не имеющих сходства в последовательности и, вероятно, не имеющих общего филогенетического происхождения. Он используется преимущественно в генетических исследованиях в области микологии.